[发明专利]高抗辐射磁随机存储器件及其制备方法

权利要求书

1.一种高抗辐射磁随机存储器件，其特征在于，所述存储器件包括；

衬底；

形成在所述衬底上的碳纳米管晶体管；

磁性隧道结存储单元，所述磁性隧道结存储单元形成在所述碳纳米管晶体管的上方，所述磁性隧道结存储单元由金属缓冲层、反铁磁层、铁磁层、氧化物势垒层、铁磁层、氧化物保护层和金属保护层自下而上堆叠组成，并通过金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连。

2.根据权利要求1所述的高抗辐射磁随机存储器件，其特征在于，所述碳纳米管晶体管通过互补金属氧化物半导体CMOS互连工艺与所述磁性隧道结存储单元相连。

3.根据权利要求1或2所述的高抗辐射磁随机存储器件，其特征在于，所述衬底为硅片、氮化硅、石英、玻璃和氧化铝中的至少一种。

4.一种高抗辐射磁随机存储器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

在衬底的上方制备碳纳米管晶体管；

制备连接所述碳纳米管晶体管漏极和磁性隧道结存储单元的金属通孔；

在所述金属通孔的顶部依次沉积金属缓冲层、反铁磁层、铁磁层、氧化物势垒层、铁磁层、氧化物保护层和金属保护层，得到磁性隧道结存储单元；

将所述磁性隧道结存储单元的电极通过所述金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述制备连接所述碳纳米管晶体管漏极和磁性隧道结存储单元的金属通孔，包括：

在所述碳纳米管晶体管的表面沉积掺杂硼B和磷P的正硅酸乙酯TEOS，形成金属前介质；

旋涂光刻胶，曝光并显影，刻蚀接触孔位置；

去除光刻胶，沉积钛Ti和氮化钛TiN，之后采用化学气相沉积CVD方法沉积金属钨W，形成所述金属通孔。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述金属通孔的顶部依次沉积金属缓冲层、反铁磁层、铁磁层、氧化物势垒层、铁磁层、氧化物保护层和金属保护层，得到磁性隧道结存储单元之前，所述方法还包括：

涂覆低介电常数k介质，并沉积二氧化硅SiO₂，旋涂光刻胶；

通过光刻定义第一金属的区域，并曝光光阻层；

腐蚀所述低介电常数k介质和所述SiO₂，形成所述第一金属的凹槽；

在所述凹槽中采用物理气相沉积方法沉积钽Ta作为铜浸润层，并沉积铜，形成第一金属的互连。

7.根据权利要求4至6任一所述的方法，其特征在于，所述将所述磁性隧道结存储单元的电极通过所述金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连，包括：

通过铜互连工艺，将所述磁性隧道结存储单元的电极引出，实现CMOS工艺集成制备由所述碳纳米管晶体管与所述磁性隧道结存储单元构成的存储器。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过铜互连工艺，将所述磁性隧道结存储单元的电极引出，实现CMOS工艺集成制备由所述碳纳米管晶体管与所述磁性隧道结存储单元构成的存储器，包括：

涂覆低介电常数k介质，并沉积二氧化硅SiO₂，旋涂光刻胶；

通过光刻定义第一通孔的区域，并曝光光阻层；

腐蚀所述低介电常数k介质和所述SiO₂，形成所述第一通孔的凹槽；

旋涂光刻胶，通过光刻定义第二金属的区域，并曝光光阻层；

腐蚀所述低介电常数k介质和所述SiO₂，形成所述第二金属的凹槽；

在所述第一通孔和第二金属的凹槽中采用物理气相沉积方法沉积钽Ta作为铜浸润层，并采用化学气相沉积CVD方法沉积铜，形成第二金属的互连；

采用等离子体增强化学的气相沉积法PECVD的方法淀积Si₃N₄和SiO₂，作为器件的钝化保护层，光刻并腐蚀Si₃N₄和SiO₂，形成引线区域。